某地下室抗水板開裂及滲水原因分析與缺陷處理

彭云飛，張安佶

(四川省建筑科學(xué)研究院有限公司，四川 成都 610081)

0 前 言

本文以四川省某地下室地下水位短期升高導(dǎo)致抗水板開縫、滲水為例，依據(jù)相關(guān)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對該地下室抗水板進(jìn)行檢查檢測和抗浮計算，并分析了抗水板開裂滲水的原因，進(jìn)而提出了處理方案和施工流程。

1 工程概況

圖1 地下室平面布置及裂縫分布圖(局部)

2 現(xiàn)場檢查、檢測情況

2.1 抗水板

1)混凝土抗壓強(qiáng)度及鋼筋配置情況。依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50784—2013)[1]、《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 384—2016)[2]、《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T 152—2019)[3]，現(xiàn)場采用鉆芯法對抗水板的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行抽樣檢測，現(xiàn)場采用鋼筋位置探測儀對抗水板板面鋼筋間距及保護(hù)層厚度進(jìn)行抽樣檢測，檢測結(jié)果(見表1)滿足設(shè)計及《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50204—2015)[4]的要求。

表1 抗水板檢測信息

2)起拱情況。依據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ 8—2016)[5]，現(xiàn)場采用全站儀對該地下室抗水板面層相對高程進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果表明，該地下室抗水板存在局部起拱現(xiàn)象，最大相對起拱高度約71 mm。

3)裂縫情況。經(jīng)現(xiàn)場檢查檢測表明，該地下室抗水板面層存在不同程度的開裂現(xiàn)象，裂縫主要分布于主樓與地下室交界區(qū)域、主樓與主樓之間區(qū)域和集水井附近區(qū)域(見圖2)。按裂縫的走向主要表現(xiàn)為沿柱腳開展的斜向裂縫、繞柱腳的環(huán)型裂縫、平行于柱軸線的跨中直線裂縫和其他不規(guī)則裂縫四類，裂縫表面寬度在0.35～2.5 mm。

圖2 集水井四周裂縫

現(xiàn)場對該地下室抗水板裂縫進(jìn)行騎縫取芯檢查表明，所取芯樣在芯樣長度方向存在貫穿面層和抗水板的裂縫(見圖3)，最大裂縫寬度約為0.3 mm。

圖3 貫穿芯樣裂縫

2.2 覆土情況

經(jīng)調(diào)查表明，該地下室于2020年10月發(fā)現(xiàn)抗水板裂縫滲水現(xiàn)象，2020年9月9日至2020年10月25日期間進(jìn)行了地下室頂板找平層、防水層、保護(hù)層的澆筑和鋪設(shè)工作。以上情況表明，該地下室出現(xiàn)地下室裂縫滲水等現(xiàn)象時頂板尚未覆土。2020年12月檢查檢測期間，該地下室頂板覆土尚未完成，覆土情況見圖4。

圖4 2020年12月19日頂板覆土情況

2.3 地下水位

經(jīng)查閱該地下室降水記錄和現(xiàn)場調(diào)查表明，2020年10月16日至2020年10月22日期間未進(jìn)行降水工作；在2020年10月22日至2020年12月17日水位監(jiān)測期間，該地下室場地內(nèi)的實測地下水位標(biāo)高最大值為373.850 m。該工程±0.000的絕對標(biāo)高為378.700 m；地下室頂板板面標(biāo)高為-1.500 m；負(fù)一層板面標(biāo)高為-5.550 m；負(fù)二層抗水板板面標(biāo)高為-9.350 m；抗浮設(shè)防水位標(biāo)高為374.000 m。經(jīng)現(xiàn)場對該地下室降水井的地下水水位進(jìn)行檢測表明，實際地下水位標(biāo)高最大值為372.700 m。

3 抗浮驗算

3.1 驗算條件

1)抗浮計算水位按實測最高地下水位取為373.850 m；±0.000的絕對標(biāo)高為378.700 m；地下室抗水板板面標(biāo)高按設(shè)計取-9.35 m；地下室頂板標(biāo)高按設(shè)計取-1.5 m；抗水板板厚按設(shè)計取400 mm。

2)本工程恒荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按結(jié)構(gòu)施工圖并結(jié)合實測值取值，地下室頂板覆土荷載分別按考慮和不考慮覆土荷載兩種工況計算，考慮覆土?xí)r覆土容重18 kN/m3。

3)本工程抗水板、框架柱、框架梁、樓面板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土抗壓強(qiáng)度、鋼筋配置情況及截面尺寸按實測值并結(jié)合結(jié)構(gòu)竣工圖取值。

4)依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007—2011)[6]，對該地下室的抗浮穩(wěn)定性進(jìn)行驗算。

3.2 驗算結(jié)果

1)不考慮覆土荷載的情況下，該地下室的抗浮穩(wěn)定性不能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007—2011)[6]第5.4.3條的要求。

2)考慮覆土荷載的情況下，該地下室的抗浮穩(wěn)定性滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007—2011)[6]第5.4.3條的要求。

3)該地下室抗水板的承載力滿足要求。

4 抗水板開裂滲水原因和影響

根據(jù)上述對該地下室調(diào)查、檢查和檢測結(jié)果，結(jié)合委托方提供的相關(guān)資料對其抗水板開裂滲水原因和影響分析如下。

經(jīng)查閱該地下室?guī)r土工程勘察報告表明，該地下室場地土層由上至下依次為：雜填土；粉土；中細(xì)砂；淤泥質(zhì)填土；松散卵石層；稍密～密實卵石層；泥質(zhì)砂巖；場地地下水主要賦存于卵石層中，卵石含水層透水性較強(qiáng)；地下室抗浮設(shè)防水位標(biāo)高為374.00 m。

經(jīng)現(xiàn)場檢測表明，該地下室抗水板的混凝土抗壓強(qiáng)度、鋼筋配置滿足設(shè)計和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50204—2015)[4]的要求。通過對該地下室負(fù)二層抗水板面層裂縫的分布、走向和形態(tài)檢查可知，抗水板裂縫主要分布于中庭區(qū)域、主樓與地下室交界區(qū)域、主樓與主樓之間區(qū)域和集水井附近區(qū)域；按裂縫的走向主要表現(xiàn)為沿柱腳開展的斜向裂縫、繞柱腳的環(huán)型裂縫、平行于柱軸線的跨中直線裂縫和不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫四類，最大裂縫寬度約為2.5 mm。

此外，該地下室場地內(nèi)在2020年10月22日至2020年12月17日監(jiān)測期間實測最大水位達(dá)到373.85 m。根據(jù)抗浮承載力驗算結(jié)果表明，在不考慮覆土荷載的情況下，該地下室的抗浮穩(wěn)定性不滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007—2011)[6]要求。

因此，綜合上述情況綜合分析可知，該地下室抗水板開裂和滲水現(xiàn)象系基底水壓力較大的條件下，加之地下室頂板尚未覆土和未有效實施降排水，使得該地下室的實際抗浮穩(wěn)定性不足，導(dǎo)致該地下室出現(xiàn)上浮所致，為確保該地下室的安全和正常使用，應(yīng)對其進(jìn)行處理。

5 裂縫修補(bǔ)及加固方案

對該工程純地下室底板，采用以下流程進(jìn)行修復(fù)處理：對該地下室進(jìn)行降水工作，使地下水位始終保持在抗水板板底標(biāo)高之下對抗水板裂縫進(jìn)行修復(fù)處理；粘貼碳纖維布；鋪設(shè)疏水板和混凝土面層。

5.1 抗水板裂縫修復(fù)

1)滲水部位開鑿：將混凝土滲水處，用壓縮空氣或鋼絲刷處理干凈，表面油污用丙酮或有機(jī)溶劑擦去，并沿滲水點部位鑿成V形邊坡溝槽，用水沖洗干凈。

2)布置注漿孔：采用下線法埋設(shè)灌漿底座施工，即用一條直徑8 mm耐壓橡膠管(根據(jù)水流大小確定耐壓橡膠管直徑，水流越大耐壓橡膠管直徑越大)放入V形槽底部，填塞卷式錨固劑，每隔0.8～1.5 m按設(shè)一個直徑20 mm的注漿螺帽。施工時邊填塞卷式錨固劑，邊抽出橡膠管，直至槽端，形成暗槽。布置溝槽應(yīng)根據(jù)滲漏水出現(xiàn)的不同情況而采用不同的形式。對縫漏水一般沿滲漏水出現(xiàn)的縫隙布置注漿溝槽；對成片漏水則每隔0.8～1.0 m布置一道注膠溝槽，以保證漿液能滲透到所有出水點；對孔漏、點漏則采取連點成線統(tǒng)一做槽壓漿處理。

3)漿液配置：配置漿液時，將按產(chǎn)品比例稱好的原料攪拌均勻制成甲液，用時可作適當(dāng)調(diào)整，其變化范圍為7%～15%。將甲、乙兩液單獨存放于儲漿罐中，并旋緊罐口，以免兩液接觸發(fā)生反應(yīng)。如在冬季施工，應(yīng)首先將水加熱至20°C，以加速材料溶解。

4)注膠：當(dāng)封堵的聚合物砂漿達(dá)到初凝強(qiáng)度后即可注漿。注膠前，先把注漿嘴上到預(yù)埋的注漿螺帽上，通過注漿管與壓漿泵出口相連。注漿順序是水平槽從一端向另一端，應(yīng)將甲、乙兩液同時等量隨輸液管送到混合管，通過注漿嘴壓入縫內(nèi)。注漿壓力一般為0.2～0.3 MPa,當(dāng)不再進(jìn)漿時停止壓漿，關(guān)閉注漿嘴，防止回流，從相鄰注漿嘴繼續(xù)注漿，直到全部完成。注漿完畢，及時用壓縮空氣將壓漿泵和注膠管中殘留的漿液吹靜，以免漿液凝聚于管中。漿液凝固10～24 h后，剔去注漿嘴，檢查注漿效果，必要時可重復(fù)注漿。

5)封孔：經(jīng)檢查無漏水現(xiàn)象后，用找平膠將注膠孔堵塞抹平。

5.2 粘貼碳纖維布加固

1)混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件外粘纖維復(fù)合材工程的施工，主要按下列程序進(jìn)行：清理、修整原結(jié)構(gòu)；界面處理；涂刷底膠；修補(bǔ)、找平；刷膠、粘貼纖維材料及養(yǎng)護(hù)；施工質(zhì)量檢驗；防護(hù)面層施工。

2)經(jīng)修整露出骨料新面的混凝土加固粘貼部位，應(yīng)進(jìn)一步修復(fù)平整，并采用結(jié)構(gòu)修補(bǔ)膠對較大孔洞、凹面、露筋等缺陷進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原；對有段差、內(nèi)轉(zhuǎn)角的部位應(yīng)抹成平滑的曲面；對構(gòu)件截面的棱角，應(yīng)打磨成員弧半徑不小于25 mm 的圓角。在完成以上加工后，應(yīng)將混凝土表面清理潔凈，并保持干燥。

3)粘貼纖維材料部位的混凝土，其表層含水率不宜大于4%，且不應(yīng)大于6%。對含水率超限的混凝土應(yīng)進(jìn)行人工干燥處理，或改用高潮濕面專用的結(jié)構(gòu)膠粘貼。

4)粘貼碳纖維布施工應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50550—2010)[7]進(jìn)行，粘貼碳纖維布施工完畢后，應(yīng)對碳纖維加固施工做相應(yīng)的抽測檢驗，有效粘結(jié)面積應(yīng)不小于95%[8]。

5)纖維復(fù)合材與基材混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度，必須進(jìn)行見證抽樣檢驗。其檢驗結(jié)果應(yīng)符合《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB 50550—2010)[7]合格指標(biāo)的要求。若不合格，應(yīng)揭去重貼，并重新檢查驗收[9]。

6)最外層碳纖維布表面涂膠后，在膠液凝固之前均勻拍細(xì)砂。碳纖維布粘貼施工完以后，表面抹20 mm厚M7.5水泥砂漿保護(hù)層。

7)使用碳纖維布及配套樹脂膠時應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電器設(shè)備及電源。

5.3 疏水板及面層施工

1)將抗水板基層表面的雜物清除干凈(如有裂縫，先按要求對裂縫進(jìn)行修復(fù)封閉處理)，并保證基層有足夠的平整度，可采用水泥砂漿找平后或按本設(shè)計相關(guān)圖紙找坡后再進(jìn)行疏水板的鋪設(shè)。

2)疏水板鋪設(shè)時圓凸臺向下，以盡量減少搭接為原則，且應(yīng)以先遠(yuǎn)后近的順序進(jìn)行。如因整個面不規(guī)整最后出現(xiàn)不規(guī)整接縫，可剪相應(yīng)形狀的夾層塑料成型板對碰鋪設(shè)并單獨固定，土工布封縫。

3)疏水板短邊采用搭接連接(搭接支點不小于2個)，并采用膠帶粘貼；長邊采用熱熔連接，并對熔點進(jìn)行仔細(xì)檢查以確保有效連接。

4)疏水板鋪設(shè)完成后應(yīng)注意保護(hù)，避免踩踏和破壞。

5)疏水板面層混凝土澆筑前，應(yīng)采取措施對鋼筋進(jìn)行支撐固定，避免鋼筋下沉。

6)疏水板面層混凝土分區(qū)段跳倉澆筑(連續(xù)施工長度不大于24 m)，施工縫處需留有500 mm寬的疏水板不澆筑，施工縫處鑿毛處理后方可進(jìn)行下一次澆筑。

7)疏水板面層混凝土應(yīng)設(shè)置收縮縫，面層大樣見圖5。

圖5 疏水板面層大樣圖(單位：mm)

6 結(jié) 語

該地下室抗水板開裂和滲水現(xiàn)象系基底水壓力較大的條件下，加之地下室頂板尚未覆土和未有效實施降排水，使得該地下室的實際抗浮穩(wěn)定性不足，導(dǎo)致該地下室出現(xiàn)上浮所致。設(shè)計時提高安全儲備；利用歷史降雨資料作為設(shè)計水位值的參考資料；同時加強(qiáng)施工現(xiàn)場在不利氣候條件時的周期性監(jiān)管，降低該類事件的發(fā)生概率。

針對該地下室抗水板開裂滲水的問題，采用裂縫修補(bǔ)→粘貼碳纖維布→鋪設(shè)疏水板面層的方法進(jìn)行了處理。處理后的地下室未出現(xiàn)開裂和滲水現(xiàn)象，運營狀態(tài)良好。

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